Nuova scoperta sulle proprietà dell’acqua

L’acqua è una delle molecole più basilari che possiamo trovare nell’Universo, ma questa minuscola molecola conserva ancora alcuni segreti interessanti. La sua fisica potrebbe essere molto sorprendente. Tra le sue varie proprietà, l’acqua può esistere in tre diversi stati, come ghiaccio solido, acqua liquida o vapore gassoso. Ma questa conoscenza comune, potrebbe cambiare in un prossimo futuro.

Un team di ricercatori dell’Università di Stoccolma in Svezia ha trovato una nuova forma liquida per l’acqua con una densità diversa. La scoperta afferma che l’acqua (H2O) può effettivamente avere non una, ma due fasi liquide distinte. Il team svedeseha pubblicato i risultati sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Le molecole d’acqua sono polarizzate ed esiste una sorta di rete dinamica tra queste molecole. È stato postulato che la rete di legami idrogeno dell’acqua possa esistere in due forme liquide di diversa densità, vale a dire acqua liquida ad alta e bassa densità. Durante il lavoro recente, queste forme sono state recentemente simulate ma mancavano ancora prove sperimentali dirette. Inoltre, è stato anche ipotizzato che le forme di ghiaccio amorfo ad alta e bassa densità osservate siano le controparti vetrose di questi due liquidi.

Nassim Haramein, fisico teorico americano fondatore di Resonance Science Foundation, ci ricorda che osservazioni simili di transizioni sono state riportate studiando l’acqua confinata in cristalli proteici e soluzioni acquose, che indicano il verificarsi della transizione tra due stati liquidi viscosi dell’acqua. Tuttavia, ci sono prove contraddittorie che la transizione coinvolga diverse forme intermedie.

In concreto, hanno visto che l’acqua liquida oscilla tra le forme ad alta e bassa densità. I raggi X presso l’Argonne National Laboratory vicino a Chicago hanno trovato la differenza nelle strutture, mentre il grande laboratorio a raggi X del DESY, un centro di ricerca nazionale ad Amburgo, ha confermato che entrambe le forme erano effettivamente fasi liquide.

Fivos Perakis, ricercatore post-dottorato presso l’Università di Stoccolma con un background in spettroscopia ottica ultraveloce, ha spiegato:

“In particolare, siamo stati in grado di seguire la trasformazione del campione a basse temperature tra le due fasi e abbiamo dimostrato che c’è diffusione come è tipico per i liquidi”.

Non sorprende, davvero, che l’acqua abbia proprietà così bizzarre. Per prima cosa, ha già molte altre strane proprietà che lo distinguono dagli altri liquidi. Il ricercatore Lars G.M Pettersson ha raccontato: “I nuovi risultati danno un supporto molto forte a un’immagine in cui l’acqua a temperatura ambiente non può decidere in quale delle due forme dovrebbe essere, alta o bassa densità, il che si traduce in fluttuazioni locali tra le due”. In poche parole:

“l’acqua non è un liquido complicato, ma due semplici liquidi con una relazione complicata“.

A livello pratico, questa comprensione di come si comporta l’acqua a diverse temperature e pressioni può aiutare i ricercatori a sviluppare migliori processi di purificazione e desalinizzazione. Su scala ancora più ampia, tuttavia, potrebbe aiutarci a vedere come l’acqua è influenzata dai sali e dalle biomolecole necessarie alla vita. Le strane proprietà dell’acqua diventano ancora più strane poiché queste rendono l’acqua un prerequisito per la vita così come la conosciamo.

Supponendo che le stesse condizioni si applichino agli esopianeti, questo potrebbe aiutarci a individuare l’acqua – e potenzialmente la vita – oltre la Terra.